[發明專利]一種錳酞菁衍生物及其合成方法和用途

有效

• 申請號: 201510217851.6
• 申請日: 2015-04-30
• 公開（公告）號: CN104829651B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 梁麗莉;梁旭;李敏智;牛英杰;朱衛華
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C07F13/00
• 分類號: C07F13/00;C07D487/22;B01J31/22;A62D3/115;A62D101/04;A62D101/22
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技術領域

本發明涉及一種錳酞菁衍生物及其合成方法和用途，該衍生物可用于電化學還原降解有機氯的催化劑，尤其可用于對滴滴涕進行電化學催化還原降解的催化劑。

背景技術

有機氯農藥是人們投放于環境中的使用量最大、毒性最廣和污染最廣泛的一類污染物，滴滴涕是其中的一種，也是列入《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》中的12種持久性有機污染物之一。滴滴涕曾在20世紀60～80年代為我國大量生產和使用，于1992年被禁止使用，但在短期內難以消除由此引起的嚴重環境后果。

近年來，人們對有機氯污染物危害的認識日益加深，對有機氯污染物的處理研究也受到了更多的關注。目前針對滴滴涕(DDT)降解，采用的技術主要有微生物處理、化學催化等。

中國專利ZL201010158793.1公開了一種電化學還原降解滴滴涕(DDT)的方法，其特征在于：所述方法是以鉑金網為工作電極和輔助電極，飽和甘汞電極為參比電極，卟啉類金屬化合物為催化劑，四丁基高氯酸銨(TBAP)為支持電解質，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)為電解液，電解滴滴涕，作為催化劑的卟啉類金屬化合物，其結構為：

該專利涉及的可行的降解方法，應用于滴滴涕(DDT)降解時的速率卻不夠高，具體見對比例。

對比例1：

陰極電解槽中的電解液含有N-N二甲基甲酰胺(DMF)，支持電解質為四丁基高氯酸銨(TBAP)，每1L電解液(DMF)中含支持電解質為34.15g。

陽極電解槽中的電解液含有四苯基氯化錳卟啉[(TPP)Mn(III)Cl]、滴滴涕(DDT)，四丁基高氯酸銨、N-N二甲基甲酰胺(DMF)。每1L電解液中：[(TPP)Mn(III)Cl]0.49g、滴滴涕(DDT)3.76g、四丁基高氯酸銨34.15g。

施加電位在-1.60V(相對于飽和甘汞電極)，電解5小時。

移取1mL的陽極電解槽中的電解液，減壓蒸餾除去DMF，用2mL環己烷或乙醚進行浸取，用氣質聯用(GC-MS)技術進行檢測，降解率為82.8％。

對比例2：

陰極電解槽中的電解液含有N-N二甲基甲酰胺(DMF)，支持電解質為四丁基高氯酸銨(TBAP)，每1L電解液(DMF)中含支持電解質為34.15g。

陽極電解槽中的電解液含有四苯基氯化鐵卟啉[(TPP)Fe(III)Cl]、滴滴涕(DDT)，四丁基高氯酸銨、N-N二甲基甲酰胺(DMF)。每1L電解液中：[(TPP)Fe(III)Cl]0.31g、滴滴涕(DDT)1.46g、四丁基高氯酸銨34.15g。

施加電位在-1.50V(相對于飽和甘汞電極)，電解3小時。

移取1mL的陽極電解槽中的電解液，減壓蒸餾除去DMF，用2mL環己烷或乙醚進行浸取，用氣質聯用(GC-MS)技術進行檢測，降解率為100％。

對比例的降解結果：

n_L：電解時滴滴涕(DDT)的物質的量；n_p：電解時所用催化劑的物質的量。

目前技術方法普遍存在耗時長，單位處理量少、能耗大、設備成本大等一些缺點。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明提供了一種錳酞菁衍生物及其合成方法，可用作電催化降解滴滴涕的新型催化劑，具有合成簡單和降解速率高的特點。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種錳酞菁衍生物，該衍生物為三價錳氯(α,α’-OC₅H₁₁)₈-酞菁[Mn(III)Cl(α,α’-OC₅H₁₁)₈-Pc]，結構通式為：

其中，

一種錳酞菁衍生物的合成方法，包括如下步驟：

在1,4-OC₅H₁₁-2,3-鄰苯二氰中加入氯化錳，置于喹啉溶液中，160℃～200℃下，N₂氛圍中反應1～4h，經柱層析純化可得到目標三價錳氯(α,α’-OC₅H₁₁)₈-酞菁[Mn(III)Cl(α,α’-OC₅H₁₁)₈-Pc]，產率大于80％，合成路徑為：